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摘 要

本文以实验室小型锅炉为对象，研究以西门子S7-200PLC，S7-300PLC，触摸屏，计算机等为节点构建多种形式的网络，包括PPI网络，MPI网络，PROFIBUS网络，MODBUS网络，工业以太网等网络，试验多种网络结构的小型锅炉加水加热过程控制和远程监控，提供模拟工业现场的多网络实践平台。

在了解锅炉控制技术和工业控制网络技术的基础上，在多种网络架构下进行PLC控制方案设计，例如系统网络架构设计，现场控制方案设计，网络通讯和信号远传，监控系统开发等，对所设计的系统在小型锅炉实验装置上调试运行。

关键词：网络通讯 PLC控制方案设计 信号远传 小型锅炉

Multi-network control scheme of small boilers

Abstract

 Based on the laboratory boiler as the object to study, Siemens S7-200PLC, S7-300PLC, touch screen, computer etc. construct a variety of forms of network nodes, including PPI network, MPI network, PROFIBUS network, MODBUS network, industrial Ethernet network, small boiler test a variety of network structure of water heating process control and remote monitoring, providing network the practice of simulation platform in industrial field.

Based on the understanding of boiler control technology and industrial control network technology, design a variety of network architecture of the PLC control scheme, including system architecture design, the design of control scheme, network communication and signal transmission, monitoring system development, the design of the system in a small boiler experimental device debugging operation.

Key Words: network communication; PLC control scheme; signal transmission; small boiler

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 概述 1

1.1 PLC通信概述 1

1.2 PLC控制网络研究和应用现状 1

1.2.1 PLC控制网络现状 1

1.2.2 锅炉网络监控系统现状 1

1.3 本文研究内容 2

1.3.1 本次设计目的 2

1.3.2 具体内容安排 2

第二章 小型锅炉监控网络系统概述 4

2.1小型锅炉工艺流程 4

2.2小型锅炉控制需求分析 4

2.3小型锅炉控制方案 5

第三章 小型锅炉PPI控制 11

3.1 PPI协议简介 11

3.2 小型锅炉PPI网络控制系统设计 11

3.2.1 网络架构 11

3.2.2 接线图 12

3.3 PPI网络控制实现过程 12

3.3.1硬件配置过程 13

3.3.2分配主从站通信地址 15

3.4 PPI网络控制结果 17

第四章 小型锅炉Modbus控制 19

4.1 Modbus协议简介 19

4.2小型锅炉Modbus网络控制系统设计 19

4.2.1 网络架构 19

4.2.2 接线图 20

4.3 Modbus网络控制实现过程 20

4.3.1 Modbus协议库以及指令介绍 21

4.3.2两台S7-200PLC之间的Modbus通信 23

4.4 Modbus网络控制结果 24

第五章 小型锅炉MPI控制 26

5.1 MPI协议简介 26

5.2小型锅炉MPI网络控制系统设计 27

5.2.1 网络架构 27

5.2.2 接线图 27

5.3 MPI网络控制实现过程 28

5.3.1硬件组态 29

5.3.2 主从站通讯地址对照表 32

5.4 MPI网络控制结果 33

第六章 小型锅炉PROFIBUS控制 35

6.1 PROFIBUS协议简介 35

6.2小型锅炉PRPFIBUS网络控制系统设计 35

6.2.1 网络架构 35

6.2.2 接线图 36

6.3 PROFIBUS网络控制实现过程 36

6.3.1硬件组态 37

6.3.2 PROFIBUS通信地址分配 40

6.4 PROFIBUS网络控制结果 41

第七章 小型锅炉工业以太网控制 43

7.1 工业以太网协议简介 43

7.2小型锅炉工业以太网网络控制系统设计 43

7.2.1 网络架构 43

7.2.2 接线图 44

7.3 工业以太网网络控制实现过程 44

7.4 工业以太网网络控制结果 46

结语 49

参考文献 50

致谢 52

第一章 概述

1.1 PLC通信概述

PLC在现代化的工业控制过程中已经起到了大范围的应用。在如今的工业生产过程中，过去的手动控制或机械控制已然跟不上时代的步伐，因而PLC作为先进的控制系统，得到了各个公司的青睐。但PLC在人机交互性能方面较弱，而工业控制计算机具有良好的人机界面及控制决策能力，因此，将二者结合起来可有效实现整个生产过程的综合控制^[1]。

本文所介绍的PLC通信技术应用于由PLC与控制计算机组成的小型锅炉多网络控制系统。此系统采用主从式结构，锅炉现场数据的实时采集和分站控制功能由PLC完成，而控制计算机实现数据的显示、报警等功能。此系统可实现小型锅炉温度、液位、气压模拟显示、故障报警、实时控制等。

1.2 PLC控制网络研究和应用现状

1.2.1 PLC控制网络现状

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